淺談暖通工程中的地源熱泵技術

王海青

摘 要：地源熱泵作為一種環(huán)保節(jié)能的空調方式，目前正在我國迅速發(fā)展。作為一個新興的技術領域，它的成功應用還有待進一步得到驗證。本文通過分析地源熱泵的技術特點，探討了地源熱泵系統(tǒng)在暖通工程實踐中的應用問題，以期進一步推進地源熱泵技術在暖通工程的應用，對有效提升工程質量，提供理論依據。

關鍵詞：地源熱泵；暖通工程

地源熱泵是一種新的環(huán)保節(jié)能的空調方式和技術，由于其節(jié)能、無污染、效率高等特點，剛一出現就收到業(yè)界的廣泛關注，并得到迅速發(fā)展。但是，作為一個新的技術領域暫時還沒有得到有效的驗證。筆者根據多年從業(yè)經驗及對地源熱泵技術的理解，對這一技術做了介紹，并提出了推廣這一項環(huán)保技術的方案。

一、地源熱泵的技術特點

地源熱泵分為地下水源熱泵、地表水源熱泵和地埋管地源熱泵。地埋管地源熱泵系統(tǒng)為閉式系統(tǒng)，通過循環(huán)液(水或以水為主要成分的防凍液)在封閉的地下埋管中流動，實現系統(tǒng)與大地間的傳熱。

1、節(jié)能：地源熱泵制冷時比傳統(tǒng)中央空調系統(tǒng)運行效率要提高 30％ 50％；供暖時要比熱力管網集中供熱或燃油燃氣供熱系統(tǒng)降低20％～60％。

2、減排：以清潔能源代替燃煤供暖，系統(tǒng)無燃燒設備不產生CO，CO2等溫室氣體。房間內采用水作為循環(huán)介質，沒有氟利昂的泄漏。

3、環(huán)保：沒有燃燒過程，不存在污染物排放問題，屬綠色環(huán)保技術。

4、長效：冬季取出的熱量可在夏天得到補償，全年循環(huán)利用，有可再生性；沒有環(huán)境污染隱患并避免了對資源造成破壞，有可持續(xù)性。地源熱泵也有一些不足之處表現在：初投資偏高；其次，對當地的地質條件及氣候條件依賴性強等。

二、地源熱泵系統(tǒng)在暖通工程實踐中的應用

1、鉆孔施工

（1）鉆孔前應勘測現場，做好和其他專業(yè)(如土建、給排水、消防、電纜等)的交叉與銜接。根據施工鉆孔平面圖的孔數、行距和面積，進一步核實現場的施工面積以滿足打孔要求；

（2）核實無誤后，按施工平面圖檢查定位放線，排水、泥漿倒運工序，合理安排土方、泥漿池、安全通道及堆土場的位置，保持通道暢通無阻；

（3）鉆孔就位，要保證鉆機鉆桿垂直度，防止垂直偏差將已埋管道損壞。鉆井機械定位保證水平度偏差≤1％；保證垂直偏差≤0.5％；

（4）在鉆孔的兩孔之間挖l400mm×700mm×500mm泥漿池，位置在地埋管挖溝方向兩孔之間，用作鉆井機在施工中水循環(huán)載體，不至于流到其他地方，保證施工現場的整潔；

（5）根據在其他工程的施工經驗，可采用正循環(huán)回轉鉆井；

（6）鉆孔過程中安排質量檢查員隨時檢查鉆孔的位置，確保鉆孔位置的正確性，并做好檢查記錄工作，如發(fā)現偏差超過標準要求，應及時糾正重新進行定位；

（7）鉆孔完成后，檢查鉆孔深度和鉆孔的質量并做好隱蔽工程記錄報建設單位(監(jiān)理)驗收；

（8）鉆孔過程中產生的土方和土方開挖的土壤應集中堆放，并用彩條布覆蓋；

（9）在鉆孔過程中為避免鉆孔塌方，在鉆孔過程中灌入泥漿對鉆孔的井壁進行泥漿凝固護壁，防止塌孔。

2、現場預組裝施工

（1）地埋U型管宜在現場預組裝，管材預組裝前應水平堆放在平整的地面上，不應局部受壓使管材變形，堆放高度不宜超過 2m；管件貯存應成箱存放在貨架上或碼堆在平整平面上，地面上碼堆高度不宜超過 2m。HDPE管運至工地采用彩條布覆蓋，嚴禁長時間太陽下暴曬；

（2）HDPE管連接時應注意熱熔管頭清潔，管材切割時當管徑≤de50時，采用旋轉切刀；當管徑 >de50時，采用手工木工鋸；

（3）HDPE管在地面連接完成，試壓、合格后方可埋管；井回填后再次試壓、合格后方可連接水平干管；水平總管連接完試壓、合格后方可回填土?？偣苓B接完后進行系統(tǒng)試壓；

（4）HDPE管道的連接可采用熱熔連接r熱熔承插連接、熱熔對焊連接)，與金屬管道連接應采用法蘭連接；

（5）熱熔對接：管材外徑Φ ≥ 63mm的 HDPE管均可采用熱熔對接方式連接，該方法經濟可靠，其接頭在承拉和承壓時都比管材本身具有更高強度。熱熔連接溫度：200-210℃。使用該方法時，設備僅需熱熔對接機，步驟如下：①把待連接管材置于焊機夾具上并夾緊；②清潔管材連接端并銑削連接面；③校直兩對接件，使其端面錯位量不大于管道壁厚的 10％；④放入加熱板加熱；⑤加熱完畢，取出加熱板；⑥迅速接合兩加熱面，升壓至熔接壓力并保壓冷卻。

（6）HDPE管連接的注意事項：

①管道連接前應對管材、管件及附屬設備、閥門、儀表按設計要求進行核對，并在施工現場進行外觀檢查，符合要求方準使用。連接時應使用同一生產廠家的管材和管件，如確需將不同廠家(品牌)的管材、管件連接則應經試驗證明其可靠后方準使用。每次連接完成后，應進行外觀質量檢驗，不符合要求的必須返工；

②施工人員應進行上崗培訓；

③每次施工后，管口應臨時封堵；

④當室外溫度 <0℃時，塑料地埋管物理力學性能將有所降低，容易造成地埋管的損害，故當室外環(huán)境溫度<0℃時，盡量避免地埋管熱換器的施工，若趕工期，施工時應采用保護措施或調整施工工藝參數。

3、下管施工

鉆孔完成后應立即下管，下管前應對U型管進行試壓、沖洗。停留時間越長，孔內的積壓現象越嚴重，管子也就越難放。

采用預制砼導頭下井施工法。預制導頭直徑略小于鉆孔直徑，大于 4根HDPE循環(huán)管所占位置的直徑 (預制導頭制作后應進行試壓試驗 )。依靠導頭的重量和 HDPE管內水的重量下井，這樣既保證下管的速度又可保證 HDPE管能有效地到達地源井底，同時，還能保護 HDPE管材在下井過程中免受井壁尖石的刮傷、損壞。一般采用人工下管，下管時必須多人合作，提起管子時不得在地上拖拉，不應形成不自然的彎曲，更不允許產生角度。

為避免熱橋損失，U型管管間距應嚴格按設計要求，下管時盡量保持同心度并且管與管不要接觸太緊，施工時每隔2～4m設置固定支卡將U型管分開，以確保垂直地源換熱管的相對位置不變，垂直換熱管不會貼在一起。HDPE管下井完成后，須將 U型管兩個端口密封。

三、結束語

地源熱泵作為一種環(huán)保節(jié)能的空調方式，目前正在我國迅速發(fā)展。作為一個新興的技術領域，它的成功應用還有待進一步得到驗證。作為施工和管理人員都應該積極參與到推廣這項節(jié)能環(huán)保的新技術中，不斷總結經驗。本文通過分析地源熱泵的技術特點，針對地源熱泵系統(tǒng)在暖通工程實踐中的應用問題進行探討，以期進一步推進地源熱泵技術在暖通工程的應用，對有效提升工程質量，提供理論依據。

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